CN107946247B - 一种柔性阵列基板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种柔性阵列基板及其制作方法，所述阵列基板包括玻璃基板、柔性衬底基板、缓冲层、有源层、栅绝缘层、第一金属层、间绝缘层、柔性有机层、第二金属层以及钝化层；其中，所述柔性有机层包括至少两个第一过孔，所述第一过孔依次穿过所述间绝缘层、所述栅绝缘层以及所述缓冲层。有益效果：通过在相邻的薄膜晶体管之间设置连续的所述第一过孔，并在所述第一过孔中填充所述柔性有机材料，使得所述柔性显示面板具有更强的耐弯折性，保证了所述柔性显示面板在小曲率半径下的显示效果。
Description
技术领域
本发明涉及显示面板制造领域，尤其涉及一种柔性阵列基板及其制作方法。
背景技术
随着显示技术的不断发展，研发人员开发出了可折叠或卷起的柔性显示装置，与传统的刚性显示装置(即制作在玻璃等不可弯曲的基材上的显示装置)相比，柔性显示装置具有诸多优势，如重量轻、体积小、携带更为方便；更高的耐冲击性以及更强的抗震性能。随着显示技术的不断发展，柔性显示装置因其自身的可弯曲、可折叠特性，越来越多的应用于曲面显示领域、可穿戴显示领域等，因此，也成为近年来显示领域的关注热点。
柔性显示面板又称为可卷曲显示器，是用柔性材料制成可视柔性面板而构成的可弯曲变形的显示装置。柔性显示面板是显示技术领域的最热趋势之一。虽然它还没有被上市普及，但可以预见，卷轴式的PDA或者电子书阅读器已经不再遥远，而大幅面的壁挂柔性显示面板也将会很快成为现实。例如，所有可视资料，包括各种书籍、报纸、杂志和视频文件都可以通过这种显示器来呈现，而且可以随时随地观看。柔性电子显示器具有无可比拟的优势，它就像报纸一样，在需要时将其展开，使用完毕后将其卷曲甚至折叠，在保证携带方便的同时充分的兼顾了视觉效果。
柔性显示成为了目前显示的潮流，其体积小，可塑性强，携带方便，形式灵活。然而要做到可以任意弯折的柔性显示装置，还有很多问题需要克服，当曲率半径做到足够小时，弯折时，无机膜层的应力变大，且不能有效释放，严重可能导致膜层不可修复的损坏，这种影响对于显示器来说非常大，需要找到一种可靠的方法，将产生的应力及时释放。
发明内容
本发明提供一种柔性阵列基板及其制作方法，以解决目前的柔性显示装置在弯折时，柔性显示装置的无机膜层的应力将变大，且不能有效的释放而导致膜层的不可修复的损坏，从而影响柔性显示装置显示效果的技术问题。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
本发明提出了一种柔性阵列基板，所述柔性阵列基板包括：
玻璃基板；
柔性衬底基板，形成于所述玻璃基板的表面；
缓冲层，形成于所述柔性衬底基板的表面；
有源层，形成于所述缓冲层的表面；
栅绝缘层，形成于所述有源层的表面，所述栅绝缘层将所述有源层与所述缓冲层覆盖；
第一金属层，形成于所述栅绝缘层表面，所述第一金属层经图案化处理，形成薄膜晶体管的栅极与栅线；
间绝缘层，形成于所述第一金属层表面，所述间绝缘层将所述第一金属层与所述栅绝缘层覆盖；以及
柔性有机层，形成于所述间绝缘层表面；
第二金属层，形成于所述柔性有机层表面，所述第二金属层经图案化处理，形成源电极和漏电极，所述源电极包括第二过孔，所述漏电极包括第三过孔；
钝化层，形成于所述第二金属层表面；
其中，所述柔性阵列基板还包括至少两个第一过孔，所述第一过孔中所填充的材料与所述柔性有机层的材料相同。
根据本发明一优选实施例，所述柔性有机层是通过对沉积于所述间绝缘层表面上的柔性有机材料进行图案化处理，并保留经过图案化处理的所述柔性有机材料的至少一部分来形成的；
所述源电极和所述漏电极是通过对沉积于所述间绝缘层表面上的第二金属层进行图案化处理，并保留经过图案化处理的所述第二金属层的至少一部分来形成的；
其中，所述源电极和所述漏电极与所述柔性有机层位于同一膜层结构上。
根据本发明一优选实施例，所述第一过孔为连续的孔洞，所述第一过孔形成于相邻的薄膜晶体管之间；
所述第一过孔依次穿过所述间绝缘层、所述栅绝缘层以及所述缓冲层。
根据本发明一优选实施例，所述源电极、所述漏电极分别通过所述第二过孔、所述第三过孔与所述有源层相连通。
根据本发明一优选实施例，所述第二过孔和所述第三过孔依次穿过所述柔性有机层、所述间绝缘层以及所述栅绝缘层。
本发明还提出了一种柔性阵列基板的制作方法，所述制作方法包括：
步骤S20、在栅绝缘层上沉积第一金属层，使用第一光罩对所述第一金属层实施第一光罩制程，以在所述栅绝缘层表面形成薄膜晶体管的栅极与栅线；
步骤S30、在所述第一金属层上沉积间绝缘层，并在所述间绝缘层上形成至少两个第一过孔；
步骤S40、在所述间绝缘层上沉积所述柔性有机层，其中，所述第一过孔中所填充的材料与所述柔性有机层的材料相同；
步骤S50、在所述柔性有机层上沉积第二金属层，使用第二光罩对所述第二金属层实施第二光罩制程，以在所述柔性有机层表面形成源电极、漏电极；
步骤S60、在所述第二金属层上沉积钝化层。
根据本发明一优选实施例，所述制作方法还包括：
步骤S10，提供一玻璃基板，在所述玻璃基板上依次沉积柔性衬底基板、缓冲层、有源层以及所述栅绝缘层。
根据本发明一优选实施例，所述步骤S40包括：
步骤S41、在所述间绝缘层上沉积所述柔性有机材料；
步骤S42、对所述柔性有机材料进行图案化处理，并保留经过图案化处理的所述柔性有机材料中位于所述第一过孔附近的部分，以形成所述柔性有机层。
根据本发明一优选实施例，所述步骤S50包括：
步骤S51、在所述间绝缘层上沉积第二金属层；
步骤S52，在所述第二金属层上涂布光刻胶；
步骤S53，在所述光刻胶经曝光、显影后，对所述第二金属层进行蚀刻，以去除未被光刻胶遮挡的第二金属层，形成至少两个源电极、漏电极以及与所述源电极对应的第二过孔、与所述漏电极对应的第三过孔，
其中，所述源电极和所述漏电极与所述柔性有机层位于同一膜层结构上；
步骤S54，剥离光刻胶。
根据本发明一优选实施例，所述第一过孔为连续的孔洞，所述第一过孔形成于相邻的薄膜晶体管之间，
其中，所述第一过孔依次穿过所述间绝缘层、所述栅绝缘层以及所述缓冲层；
所述源电极、所述漏电极分别通过所述第二过孔、所述第三过孔与所述有源层相连通，
其中，所述第二过孔和所述第三过孔依次穿过所述柔性有机层、所述间绝缘层以及所述栅绝缘层。
本发明的有益效果为：相比于现有技术，本发明提供的一种柔性阵列基板及其制作方法，通过在相邻的薄膜晶体管之间设置连续的第一过孔，在所述第一过孔区域内填充柔性有机材料作为支撑；此结构使得柔性显示装置在弯折时将应力及时向四周扩散，且相邻的薄膜晶体管之间互不影响，并且通过柔性的有机材料作为填充支撑材料，使得整个膜层更能耐弯折，从而保证了在小曲率半径下的显示效果。
附图说明
为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明优选实施例一一种柔性阵列基板的膜层结构图；
图2为本发明优选实施例一种柔性阵列基板的膜层结构俯视图设计A；
图3为本发明优选实施例一种柔性阵列基板的膜层结构俯视图设计B；
图4为本发明优选实施例一种柔性阵列基板的膜层结构俯视图设计C；
图5为本发明优选实施例二一种柔性阵列基板的膜层结构图；
图6为本发明优选实施例一种柔性阵列基板制作方法的步骤图；
图7为本发明优选实施例三一种柔性阵列基板制作方法的工艺完成图；
图8为本发明优选实施例四一种柔性阵列基板制作方法的工艺完成图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。
本发明针对现有的柔性显示装置，当所述柔性显示装置的曲率半径足够小时，所述柔性显示装置的无机膜层的应力将会变大，并且所述应力不能够进行有效的释放，从而导致膜层结构不可修复的损坏，进而影响所述柔性显示装置的显示效果的技术问题，本实施例能够解决该缺陷。
图1为本发明优选实施例一一种柔性阵列基板的膜层结构图，所述柔性阵列基板包括：玻璃基板101、柔性衬底基板102、缓冲层103、有源层104、栅绝缘层105、第一金属层106、间绝缘层107、柔性有机层108、第二金属层109以及钝化层110。
所述柔性衬底基板102，即聚酰亚胺薄膜，形成于所述玻璃基板101的表面，作为柔性显示面板的基底；
所述聚酰亚胺薄膜是世界上性能最好的薄膜类绝缘材料，具有较强的拉伸强度，由均苯四甲酸二酐和二胺基二苯醚在强极性溶剂中经缩聚并流延成膜再经亚胺化而成。
所述缓冲层设置于所述柔性衬底基板102的表面，所述有源层104设置于所述缓冲层103的表面；
所述栅绝缘层105设置于所述有源层104的表面，并将所述有源层104与所述缓冲层103完全覆盖；利用化学方法在所述有源层104上沉积栅绝缘层，在本实施例中，所述栅绝缘层的材料为氮化硅，也可以使用氧化硅和氮氧化硅等。
所述第一金属层106，形成于所述栅绝缘层105表面，所述第一金属层106经图案化处理，形成薄膜晶体管的栅极与栅线；
优选的，利用磁控溅射工艺沉积第一金属层106薄膜，在本实施例中，所述第一金属层106的材料可以采用钼、铝、铝镍合金、钼钨合金、铬、或铜等金属，也可以使用上述几种材料薄膜的组合结构。
所述间绝缘层107，设置于所述第一金属层106表面，将所述第一金属层106与所述栅绝缘层105覆盖，用以将所述第一金属层106及所述第二金属层109隔离。
所述柔性有机层108，所述柔性有机层108形成于所述间绝缘层107表面；另外，所述柔性阵列基板还包括至少两个第一过孔111，所述第一过孔111依次穿过所述间绝缘层107、所述栅绝缘层105以及所述缓冲层103；
所述第一过孔111为连续的孔洞，所述第一过孔111形成于相邻的薄膜晶体管之间；将所述薄膜晶体管阵列划分为以一个薄膜晶体管为单元的多个单元，在各单元之间设置连续的所述第一过孔111，所述第一过孔111有效围绕所述薄膜晶体管单元，并将各薄膜晶体管单元隔开，其中，如图2、图3和图4所示，分别代表不同的所述第一过孔111；
在所述第一过孔111区域内填充柔性有机材料作为支撑，并且，此结构可使各个单元在弯折时将应力及时向四周扩散，且相互不影响；而通过柔性的有机材料作为填充支撑材料，使得整个膜层更能耐弯折，从而保证了所述柔性显示面板在小曲率半径下的显示效果；
优选的，在本实施例中，所述柔性有机材料可以是聚酰亚胺树脂或硅氧烷等系列的柔性有机材料；其中，所述柔性有机层108填充的膜厚为0.5um～3um之间。
所述第二金属层109，可以采用磁控溅射工艺在所述柔性有机层108表面形成所述第二金属层109，所述第二金属层109经图案化处理，形成源电极和漏电极，所述源电极包括第二过孔112，所述漏电极包括第三过孔113，其中，所述第二过孔112和所述第三过孔113依次穿过所述柔性有机层108、所述间绝缘层107以及所述栅绝缘层105；
另外，所述源漏电极分别通过所述第二过孔112、所述第三过孔113与所述有源层104相连通。
钝化层110，形成于所述第二金属层109表面，优选的，所述钝化层110材料通常为氮化矽化合物。
图5为本发明优选实施例二一种柔性阵列基板的膜层结构图，所述柔性阵列基板包括：玻璃基板201、柔性衬底基板202、缓冲层203、有源层204、栅绝缘层205、第一金属层206、间绝缘层207、柔性有机层208、第二金属层209以及钝化层210。
与实施例一的区别为，所述柔性有机层208形成于所述间绝缘层207表面，所述柔性有机层208通过对沉积于所述间绝缘层207表面上的柔性有机材料进行图案化处理，并保留经过图案化处理的所述柔性有机材料的至少一部分来形成的；
所述第二金属层209形成于所述间绝缘层207表面，所述第二金属层209经图案化处理，形成所述源电极和所述漏电极，所述源电极包括第二过孔212，所述漏电极包括第三过孔213，所述第二过孔212和所述第三过孔213依次穿过所述间绝缘层207以及所述栅绝缘层205；
其中，所述源电极和所述漏电极与所述柔性有机层208位于同一膜层结构上。
本发明的实施例一相比实施例二膜层的厚度更厚，但是实施例一的弯折性较实施例二更强，可以根据各自的需求选择相应的柔性阵列基板。
因此，本优选实施例的一种柔性阵列基板通过在相邻的薄膜晶体管之间设置连续的所述第一过孔211，并在所述第一过孔211中填充所述柔性有机材料，使得所述柔性显示面板具有更强的耐弯折性，保证了所述柔性显示面板在小曲率半径下的显示效果。
图6为优选实施例一种柔性阵列基板的制作方法步骤流程图，图7所示为本发明实施例三一种柔性阵列基板的制作方法工艺完成图，所述方法包括：
步骤S10，提供一玻璃基板，在所述玻璃基板上依次沉积柔性衬底基板302、缓冲层303、有源层304以及所述栅绝缘层305。
提供一玻璃基板，首先在所述玻璃基板上沉积柔性衬底基板302，即聚酰亚胺薄膜，形成于所述玻璃基板的表面，作为柔性显示面板的基底；
所述聚酰亚胺薄膜是世界上性能最好的薄膜类绝缘材料，具有较强的拉伸强度，由均苯四甲酸二酐和二胺基二苯醚在强极性溶剂中经缩聚并流延成膜再经亚胺化而成；
然后，在所述柔性衬底基板302上依次沉积缓冲层303、有源层304，其中，所述有源层304为金属氧化物薄膜；
最后，利用化学方法在所述有源层304上沉积栅绝缘层，在本实施例中，所述栅绝缘层的材料为氮化硅，也可以使用氧化硅和氮氧化硅等；所述栅绝缘层305设置于所述有源层304的表面，并将所述有源层304与所述缓冲层303完全覆盖。
步骤S20、在栅绝缘层305上沉积第一金属层306，使用第一光罩对所述第一金属层实施第一光罩制程，以在所述栅绝缘层305表面形成薄膜晶体管的栅极与栅线；
在所述栅绝缘层305上利用磁控溅射工艺沉积所述第一金属层306薄膜，金属材料通常可以采用钼、铝、铝镍合金、钼钨合金、铬、或铜等金属，也可以使用上述几种材料薄膜的组合结构；
然后，在所述第一金属层306薄膜上涂布光刻胶，采用掩模板通过曝光、显影、蚀刻、剥离的构图工艺处理，在基板上形成薄膜晶体管的栅极与栅线。
步骤S30、在所述第一金属层306上沉积间绝缘层307，并在所述间绝缘层307上形成至少两个第一过孔311；
在所述第一金属层306上沉积间绝缘层307，将所述第一金属层306与所述栅绝缘层305覆盖，并且，用以将所述第一金属层306及所述第二金属层309隔离；
利用蚀刻工艺，在所述间绝缘层307上形成连续的所述第一过孔311，其中，所述第一过孔311依次穿过所述间绝缘层307、所述栅绝缘层305以及所述缓冲层303；
所述第一过孔311为连续的孔洞，所述第一过孔311形成于相邻的薄膜晶体管之间；将所述薄膜晶体管阵列划分为以一个薄膜晶体管为单元的多个单元，在各单元之间设置连续的所述第一过孔311，所述第一过孔311有效围绕所述薄膜晶体管单元，并将各薄膜晶体管单元隔开，其中，如图2、图3和图4所示，分别代表不同的所述第一过孔311。
步骤S40、在所述间绝缘层307上沉积所述柔性有机层308，其中，所述第一过孔311中所填充的材料与所述柔性有机层308相同；
在所述间绝缘层307上以及所述第一过孔311填充所述柔性有机层308，其中，所述第一过孔311区域内填充柔性有机材料作为支撑，并且，此结构可使各个单元在弯折时将应力及时向四周扩散，且相互不影响；而通过柔性的有机材料作为填充支撑材料，使得整个膜层更能耐弯折，从而保证了所述柔性显示面板在小曲率半径下的显示效果；
优选的，在本实施例中，所述柔性有机材料可以是聚酰亚胺树脂或硅氧烷等系列的柔性有机材料；其中，所述柔性有机层308填充的膜厚为0.5um～3um之间。
图8所示为本发明实施例四一种柔性阵列基板的制作方法工艺完成图，当所述间绝缘层407上填充所述柔性有机材料后，对所述柔性有机材料进行图案化处理，并保留经过图案化处理的所述柔性有机材料中位于所述第一过孔411附近的部分，以形成所述柔性有机层408；
从膜层结构可以看出，本发明的实施例三相比实施例四膜层的厚度更厚，但是实施例三的弯折性较实施例四更强，实施例三能适应更大的弯折曲率，实施例四的所述柔性显示面板更轻薄，商家可以根据各自的需求选择相应的柔性阵列基板。
步骤S50、在所述柔性有机层308上沉积第二金属层309，使用第二光罩对所述第二金属层实施第二光罩制程，以在所述柔性有机层308表面形成源电极、漏电极；
对于实施例三，所述第二金属层309，可以采用磁控溅射工艺在所述柔性有机层308表面形成所述第二金属层309，所述第二金属层309经图案化处理，形成源电极和漏电极，所述源电极包括第二过孔312，所述漏电极包括第三过孔313，其中，所述第二过孔312和所述第三过孔313依次穿过所述柔性有机层308、所述间绝缘层307以及所述栅绝缘层305；
另外，所述源电极、所述漏电极分别通过所述第二过孔312、所述第三过孔313与所述有源层304相连通。
对于上述实施例四，所述第二金属层409形成于所述间绝缘层407表面，所述第二金属层409经图案化处理，形成所述源电极和所述漏电极，所述源电极包括第二过孔412，所述漏电极包括第三过孔413，所述第二过孔412和所述第三过孔413依次穿过所述间绝缘层407以及所述栅绝缘层405；
其中，所述源电极和所述漏电极与所述柔性有机层408位于同一膜层结构上。
步骤S60、在所述第二金属层上沉积钝化层。
钝化层310，形成于所述第二金属层309表面，优选的，所述钝化层310材料通常为氮化矽化合物。
本优选实施例的一种柔性阵列基板的制作方法通过在相邻的薄膜晶体管之间设置连续的所述第一过孔，并在所述第一过孔中填充所述柔性有机材料，使得所述柔性显示面板具有更强的耐弯折性，保证了所述柔性显示面板在小曲率半径下的显示效果。
本发明提供了一种柔性阵列基板及其制作方法，所述阵列基板包括玻璃基板、柔性衬底基板、缓冲层、有源层、栅绝缘层、第一金属层、间绝缘层、柔性有机层、第二金属层以及钝化层；通过在相邻的薄膜晶体管之间设置连续的所述第一过孔，并在所述第一过孔中填充所述柔性有机材料，使得所述柔性显示面板具有更强的耐弯折性，保证了所述柔性显示面板在小曲率半径下的显示效果。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
Claims (7)
1.一种柔性阵列基板，其特征在于，包括：
玻璃基板；
柔性衬底基板，形成于所述玻璃基板的表面；
缓冲层，形成于所述柔性衬底基板的表面；
有源层，形成于所述缓冲层的表面；
栅绝缘层，形成于所述有源层的表面，所述栅绝缘层将所述有源层与所述缓冲层覆盖；
第一金属层，形成于所述栅绝缘层表面，所述第一金属层经图案化处理，形成薄膜晶体管的栅极与栅线；
间绝缘层，形成于所述第一金属层表面，所述间绝缘层将所述第一金属层与所述栅绝缘层覆盖；以及
柔性有机层，形成于所述间绝缘层表面；
第二金属层，形成于所述间绝缘层表面，所述第二金属层经图案化处理，形成源电极和漏电极，所述源电极包括第二过孔，所述漏电极包括第三过孔；
钝化层，形成于所述第二金属层表面；
所述柔性阵列基板还包括至少两个第一过孔，所述第一过孔中所填充的材料与所述柔性有机层的材料相同；
所述第一过孔为连续的孔洞，所述第一过孔形成于相邻的薄膜晶体管之间，所述第一过孔围绕所述薄膜晶体管设置，并将各薄膜晶体管隔开；
其中，所述源电极和所述漏电极与所述柔性有机层位于同一膜层结构上。
2.根据权利要求1所述的柔性阵列基板，其特征在于，所述柔性有机层是通过对沉积于所述间绝缘层表面上的柔性有机材料进行图案化处理，并保留经过图案化处理的所述柔性有机材料的至少一部分来形成的；
所述源电极和所述漏电极是通过对沉积于所述间绝缘层表面上的第二金属层进行图案化处理，并保留经过图案化处理的所述第二金属层的至少一部分来形成的。
3.根据权利要求1所述的柔性阵列基板，其特征在于，所述源电极、所述漏电极分别通过所述第二过孔、所述第三过孔与所述有源层相连通。
4.一种柔性阵列基板的制作方法，其特征在于，包括：
步骤S20、在栅绝缘层上沉积第一金属层，使用第一光罩对所述第一金属层实施第一光罩制程，以在所述栅绝缘层表面形成薄膜晶体管的栅极与栅线；
步骤S30、在所述第一金属层上沉积间绝缘层，并在所述间绝缘层上形成至少两个第一过孔；
步骤S40、在所述间绝缘层上沉积所述柔性有机层，其中，所述第一过孔中所填充的材料与所述柔性有机层的材料相同；
步骤S50、在所述间绝缘层上沉积第二金属层，使用第二光罩对所述第二金属层实施第二光罩制程，以在所述间绝缘层表面形成源电极、漏电极；
步骤S60、在所述第二金属层上沉积钝化层；
所述第一过孔为连续的孔洞，所述第一过孔形成于相邻的薄膜晶体管之间，所述第一过孔围绕所述薄膜晶体管设置，并将各薄膜晶体管隔开；
其中，所述源电极和所述漏电极与所述柔性有机层位于同一膜层结构上。
5.根据权利要求4所述的柔性阵列基板的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：
步骤S10，提供一玻璃基板，在所述玻璃基板上依次沉积柔性衬底基板、缓冲层、有源层以及所述栅绝缘层。
6.根据权利要求4所述的柔性阵列基板的制作方法，其特征在于，所述步骤S40包括：
步骤S41、在所述间绝缘层上沉积所述柔性有机材料；
步骤S42、对所述柔性有机材料进行图案化处理，并保留经过图案化处理的所述柔性有机材料中靠近所述第一过孔的部分，以形成所述柔性有机层。
7.根据权利要求4所述的柔性阵列基板的制作方法，其特征在于，所述步骤S50包括：
步骤S51、在所述间绝缘层上沉积第二金属层；
步骤S52，在所述第二金属层上涂布光刻胶；
步骤S53，在所述光刻胶经曝光、显影后，对所述第二金属层进行蚀刻，以去除未被光刻胶遮挡的第二金属层，形成至少两个源电极、漏电极以及与所述源电极对应的第二过孔、与所述漏电极对应的第三过孔；
步骤S54，剥离光刻胶。
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